At¨¦ alguns anos atr¨¢s, a ado??o de data logger sem fio era uma necessidade latente em aplica??es remotas, como na produ??o agr¨ªcola e saneamento. Hoje, n?o apenas estes segmentos, a ¨¢rea de automa??o industrial em diferentes tipos de opera??o deve considerar migrar ou adotar um sistema que n?o exige uma estrutura complexa para monitorar processos.?

Uma solu??o de monitoramento que substitui os data loggers cabeados para dispositivos com tecnologia de comunica??o remota oferece diversos benef¨ªcios. Com conectividade LTE, por exemplo, h¨¢ mobilidade e flexibilidade para as aplica??es. A solu??o pode monitorar dados remotamente sem a necessidade da infraestrutura f¨ªsica. Outro ponto positivo ¨¦ instala??o, mais r¨¢pida e econ?mica.?

Como funciona um data logger sem fio?

A tecnologia LTE, do novo data logger sem fio LogBox LTE, transmite dados em alta velocidade, baixa lat¨ºncia e maior efici¨ºncia operacional. O consumo ¨¦, tamb¨¦m, baix¨ªssimo, garantindo entrega das informa??es coletadas mesmo em caso de desabastecimento de energia.??

Inova??es como esta garantem a sustentabilidade na Ind¨²stria 4.0, j¨¢ que reduzem a necessidade de cria??o ou manuten??o de uma estrutura de conex?o cabeada. Com rede global, a tecnologia LTE viabiliza a ado??o de dispositivos inteligentes em qualquer local e garante tanto continuidade quanto melhoria da rede de transmiss?o pelas pr¨®ximas d¨¦cadas. Ou seja, um data logger sem fio como LogBox LTE continuar¨¢ relevante e eficiente a longo prazo.??

Com sua capacidade de operar em ambientes desafiadores, baixo consumo de energia e custos reduzidos, data loggers sem fio s?o ideais para monitoramento remoto, manuten??o preditiva e gest?o de ativos. Estudos de caso demonstram sua efic¨¢cia em diferentes setores, desde manufatura at¨¦ utilities e a ado??o est¨¢ impulsionando a efici¨ºncia operacional e a competitividade da ind¨²stria.?

Os benef¨ªcios de sistema de monitoramento sem fio??

Em compara??o com sistemas mais tradicionais de monitoramento, com dispositivos que exigem estrutura cabeada, adotar uma solu??o que inclui data logger sem fio traz benef¨ªcios como:?

• Desempenho: a tecnologia LTE transmite dados em velocidades superiores e menor lat¨ºncia, com a mesma garantia de entrega das informa??es.??

• Manuten??o: Uma estrutura de menor complexidade est¨¢ menos propensa a falhas f¨ªsicas como rompimento de cabos.?
• Escalabilidade: Sem cabeamento, cria-se um sistema em que adicionar novos dispositivos ¨¤ rede pode ser feito com facilidade e rapidez.??
• Confiabilidade: As frequ¨ºncias de LTE proporcionam conex?o est¨¢vel e segura, com backup em tempo real de dados cr¨ªticos.?

Quanto ¨¤ confiabilidade, o baixo consumo e a bateria de alimenta??o autom¨¢tica, permitem ao data logger sem fio LogBox LTE autonomia de at¨¦ 80h de envio de dados em caso de falta de energia.??

IoT e o futuro da ind¨²stria?

Certamente o futuro da ind¨²stria se encaminha para um cen¨¢rio de otimiza??o da coleta e manejo dos dados de monitoramento. Velocidade ¨¦ imperativo e ter vis?o do desempenho dos processos em tempo real ¨¦ um importante passo para manter-se competitivo.?

Assim, as tecnologias de baixa pot¨ºncia est?o moldando o futuro da automa??o industrial. O novo data logger sem fio da NOVUS, LogBox LTE oferece justamente a conectividade confi¨¢vel para dispositivos em campo e comp?e solu??es que est?o transformando processos industriais, aumentando a efici¨ºncia e reduzindo custos operacionais.?

Conhe?a o LogBox LTE: clique aqui.

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No setor el¨¦trico, a efici¨ºncia operacional e a confiabilidade da rede s?o cruciais para garantir o fornecimento cont¨ªnuo de energia el¨¦trica. Uma falha em um transformador pode resultar em interrup??es indesejadas e impactos negativos para os consumidores, bem como os deslocamentos n?o planejados da equipe. Por isso, um dispositivo eletr?nico capaz de monitorar o desempenho, transmitir sinais a longas distancias e antecipar o mau funcionamento de transformadores traria redu??o de custos, beneficiando manuten??es preditivas e preventivas e reduzindo perdas.

Os benef¨ªcios de um dispositivo revolucion¨¢rio como esse s?o mensur¨¢veis e seu impacto ¨¦ transformador na gest?o de ativos do setor el¨¦trico. Entenda os benef¨ªcios e conhe?a o Telik Trafo Lite.

Confiabilidade na rede el¨¦trica

Um dispositivo capaz de informar a condi??o de opera??o do transformador proporciona um n¨ªvel de intelig¨ºncia e previsibilidade sem precedentes para as concession¨¢rias de energia. Ao receber sinais indicativos de problemas, as empresas podem agir de forma proativa, tomando medidas corretivas antes que ocorram falhas catastr¨®ficas.

Isso resulta em uma melhoria significativa na confiabilidade da rede el¨¦trica, reduzindo as interrup??es no fornecimento de energia.

Manuten??o de transformadores otimizada e redu??o de substitui??o de equipamento

As manuten??es preditivas e preventivas s?o capazes de reduzir a necessidade de substitui??o de transformadores. Mesmo a troca de ativo programada, pr¨¢tica comum da opera??o no setor el¨¦trico pode ser revista a partir do monitoramento cont¨ªnuo do desempenho dos transformadores.

Muitas vezes, manuten??es e substitui??es s?o baseadas em cronogramas fixos ou idade dos equipamentos, o que pode resultar em substitui??es prematuras ou manuten??es desnecess¨¢rias.

Com um dispositivo capaz de informar em tempo real alguma condi??o divergente de opera??o, as concession¨¢rias de energia tem dados para tomar decis?es mais informadas e precisas. Isso permite uma aloca??o mais eficiente de recursos, reduzindo custos operacionais e prolongando a vida ¨²til dos equipamentos.

Por meio das informa??es de gerenciamento ¨¦ poss¨ªvel ter uma rede otimizada, com equipamentos operando de acordo com a demanda local, resultando em um aumento da vida ¨²til dos equipamentos, uma vez que n?o devem operar em condi??o de sobrecarga.

Custo reduzido e efici¨ºncia aprimorada

As falhas de transformadores trazem custos substanciais associados, incluindo reparos de emerg¨ºncia, substitui??es urgentes e perdas de receita devido a interrup??es no fornecimento de energia. A conta fica ainda mais pesada quando considerado o valor de um novo transformador e da equipe alocada para substitui??o.

Com um dispositivo de antecipa??o de funcionamento err?neo, esses custos podem ser significativamente reduzidos. A capacidade de detectar problemas iminentes e tomar medidas preventivas permite que as concession¨¢rias de energia evitem despesas n?o planejadas e minimizem o tempo de inatividade. Al¨¦m disso, a otimiza??o da manuten??o resulta em uma melhor utiliza??o dos recursos, aumentando a efici¨ºncia operacional e a rentabilidade.

Seguran?a dos trabalhadores da rede el¨¦trica e para os consumidores

As falhas em transformadores podem levar a situa??es perigosas, oferecendo riscos para os trabalhadores e o p¨²blico em geral. Para os consumidores tamb¨¦m h¨¢ riscos quando ¨¦ necess¨¢rio interromper vias de tr¨¢fego para a manuten??o quando h¨¢ interrup??o do fornecimento.

Ao antecipar o mau funcionamento, o dispositivo de monitoramento ¨¤ distancia permite que medidas de seguran?a sejam tomadas antecipadamente, evitando acidentes graves e protegendo vidas. Os trabalhadores podem ser alertados sobre poss¨ªveis problemas para que realizem servi?os de verifica??o e manuten??o com maior seguran?a.

Identificar precocemente a possibilidade de falhas reduz o risco de explos?es e danos f¨ªsicos, protegendo a seguran?a de todos os envolvidos.

Como realizar o monitoramento de transformadores da rede el¨¦trica

Capaz de transmitir sinais a longas distancias e antecipar o mau funcionamento de transformadores, Telik Trafo Lite ¨¦ uma solu??o com potencial de revolucionar o setor el¨¦trico.

Al¨¦m de todos os benef¨ªcios mencionados, como aumento da seguran?a e redu??o de custos, o dispositivo utiliza o protocolo de comunica??o LoRa, que transmite sinais ¨¤ longas distancias e com baixo consumo. A bateria do equipamento pode durar at¨¦ 10 anos conforme o contexto da aplica??o.

Essa inova??o tecnol¨®gica traz benef¨ªcios para as concession¨¢rias de energia, para fabricantes de transformadores, para equipes de manuten??o da rede el¨¦trica e para os consumidores, promovendo um setor el¨¦trico mais eficiente, confi¨¢vel e seguro.

Conhe?a o dispositivo que vai transformar a distribui??o de energia: clique aqui para saber mais sobre o Telik Trafo Lite.

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Enquanto o foco da inova??o do setor nos ¨²ltimos anos contemplou majoritariamente a gera??o de energia, a etapa de distribui??o j¨¢ tem ¨¤ sua disposi??o muitas oportunidades inteligentes e conectadas de melhoria em efici¨ºncia. A demanda atual por sustentabilidade coloca evid¨ºncia a necessidade de monitoramento da rede e dos ativos das concession¨¢rias.

Redu??o de perdas cai como uma luva para o funcionamento racional da cadeia de distribui??o. A moderniza??o no setor el¨¦trico ¨¦ uma necessidade urgente e est¨¢ no topo das prioridades entre gestores das distribuidoras de energia. Se ampliarmos o foco, ¨¦, tamb¨¦m, uma preocupa??o at¨¦ mesmo de fabricantes de insumos, como transformadores.

Se a ind¨²stria j¨¢ est¨¢ alcan?ando novos referenciais de produtividade com IoT, na gera??o e distribui??o de energia a digitaliza??o ¨¦ capaz de modernizar os processos tornando todo o segmento de utilities mais eficiente. O acompanhamento constante e detalhado dos principais indicadores dos sistemas de energia ¨¦ a principal atividade que se beneficia com a digitaliza??o, mas os benef¨ªcios impactam positivamente todas as ¨¢reas da opera??o.

IoT para monitoramento de energia

A revolu??o tecnol¨®gica iniciada com a Internet das Coisas (IoT) permite medi??es inteligentes com baixo consumo de energia atrav¨¦s de sinais que indicam a efici¨ºncia e as condi??es de funcionamento dos equipamentos.

O desenvolvimento tecnol¨®gico com foco no setor el¨¦trico viabiliza, principalmente:

• A seguran?a dos trabalhadores e consumidores, evitando curtos e explos?es.
• Redu??o de interrup??es no fornecimento de energia.
• Otimizar as manuten??es, prevenindo falhas e reduzindo o tempo de inatividade.
• Minimizar a substitui??o prematura de ativos, auxiliando no prolongamento da vida ¨²til do equipamento
• Potencializar a atua??o das equipes, tornando-as mais eficientes e produtivas.
• Reduzir custos operacionais, maximizando o retorno do investimento.

Impulsionada, principalmente, pela busca de uma rede el¨¦trica mais eficiente, a conectividade do contexto de aplica??o ¨¦ capaz de promover melhores servi?os e experi¨ºncias ao consumidor enquanto proporciona a gest?o otimizada nas concession¨¢rias e distribuidoras.

Tecnologia para distribui??o de energia

Refer¨ºncia na ind¨²stria eletr?nica, a brasileira NOVUS Automation tem se destacado com solu??es dedicadas. Na ¨¢rea de energia, a linha Telik inova com produtos que fornecem dados relevantes para monitoramento do transformador, que permite escalabilidade, mobilidade, f¨¢cil instala??o e custo coerente para esta aplica??o.

Atrav¨¦s do monitoramento da temperatura, com Telik Trafo Lite ¨¦ poss¨ªvel acompanhar a performance do transformador. Al¨¦m de entender o comportamento do ativo durante o per¨ªodo de supervis?o, ¨¦ poss¨ªvel verificar se o dispositivo est¨¢ no estado correto de opera??o, identificando com anteced¨ºncia a necessidade de interven??o.

A conex?o ¨¦ externa, por fixa??o magn¨¦tica no transformador, onde um dos im?s ¨¦ o pr¨®prio sensor de temperatura. ¨¦ a tecnologia LoRA contida no dispositivo que transmite dados em longo alcance e baixo consumo e com uma bateria operante por cerca de 10 anos.

Em outra frente, a solu??o para redes de baixa tens?o, Telik Trafo, atua como medidor de balan?o de energia, an¨¢lise de carregamento de transformadores bem como medi??es comparativas e fiscalizadoras. Robusto para utiliza??o externa, permite acesso aos dados no local (via WiFi) ou remoto (via Rede M¨®vel 4G, realizando fallback para tecnologias inferiores quando necess¨¢rio). Al¨¦m da medi??o de todas as grandezas el¨¦tricas derivadas da tens?o e corrente, possui a funcionalidade Last Gasp, permitindo a informa??o imediata da falta de energia.

Em barramentos de cub¨ªculos de medi??o, ambientes restritos e com dificuldade de extra??o de informa??es, ¨¦ Telik Gardo o dispositivo que monitora a sa¨²de do processo sem a necessidade de bateria ou alimenta??o cabeada. Al¨¦m de implanta??o facilitada pela aus¨ºncia de cabeamento, os sensores de temperatura sem bateria proveem visibilidade das informa??es essenciais para uma tomada de decis?o r¨¢pida.

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O aterramento em instala??es el¨¦tricas ¨¦ um recurso importante que colabora em muito na confiabilidade, robustez e seguran?a destas instala??es. Quando o assunto ¨¦ instrumenta??o essa regra tamb¨¦m vale. Por¨¦m, as instala??es com instrumenta??o eletr?nica t¨ºm suas peculiaridades e necessitam que uma aten??o especial seja dedicada ao aterramento.

O modo mais f¨¢cil e r¨¢pido de obter um ponto de aterramento nem sempre ¨¦ o melhor para a instrumenta??o eletr?nica. O uso de um condutor de terra exclusivo para a instrumenta??o ¨¦ a primeira medida a ser adotada (TERRA DE AUTOMA??O).

Um aterramento mal projetado pode causar efeitos n?o desejados no desempenho da instrumenta??o. O ¡°loop de terra¡± ¨¦ um desses efeitos.

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O que ¨¦ um loop de terra??

O loop de terra ¨¦ a circula??o indevida de corrente el¨¦trica atrav¨¦s do aterramento, causada por diferen?as de potencial (ddp) el¨¦trico que surgem ao longo do sistema de aterramento. Essa circula??o indevida pode causar erros de medi??o, mau funcionamento e danos em equipamentos da instrumenta??o eletr?nica. Ainda na fase de projeto, o profissional respons¨¢vel deve identificar os pontos poss¨ªveis de surgimento do loop de terra e avaliar medidas preventivas.??

A NOVUS possui uma s¨¦rie de condicionadores de sinal com isola??o galvanica entre entrada e sa¨ªda, equipamentos dedicados para instala??es onde h¨¢ a possibilidade do problema. Um exemplo s?o as instala??es onde s?o utilizados termopares do tipo ¡°junta aterrada¡±.

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Em especial, o transmissor TxIsoLoop permite isolar dois circuitos el¨¦tricos interligados por um sinal de corrente el¨¦trica 4-20 mA. De muito f¨¢cil utiliza??o, ¨¦ um equipamento que seguramente deve estar presente na maleta de trabalho de todo profissional de instrumenta??o.

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Resumo???

Loops de terra s?o um problema para as instala??es de instrumenta??o. Na impossibilidade de se obter um aterramento adequado, ¨¦ poss¨ªvel utilizar transmissores com isola??o galvanica como TxIsoBlock ou TxIsoRail que isolam as partes entre sensor e sinal 4 ¨C 20 mA, ou o emprego de um condicionador de sinal como o TxIsoLoop que permite isolar dois circuitos el¨¦tricos interligados por um sinal de corrente 4-20 mA.

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Controladores de pot¨ºncia ou m¨®dulos de pot¨ºncia s?o os equipamentos destinados ao controle da quantidade de energia aplicada diretamente sobre a carga de processos diversos. A quantidade de energia a ser aplicada, a carga, ¨¦ definida pelo controlador do processo que, atrav¨¦s de seu sinal de sa¨ªda, repassa a informa??o ao controlador de pot¨ºncia.

O controlador de pot¨ºncia atua sobre seus tiristores, que s?o componentes internos de alta capacidade de condu??o de corrente el¨¦trica. Estes atuam como chaves el¨¦tricas e, como tais, s?o dispositivos de apenas dois estados: ligado ou desligado. Como, ent?o, entregar a carga do processo em quantidades de energia diferentes de 0 % (tiristor desligado) e 100 % (tiristor ligado)?

A resposta est¨¢ na t¨¦cnica de modula??o da tens?o el¨¦trica da rede que alimenta a carga. Ligando e desligando os tiristores em momentos criticamente espec¨ªficos, ¨¦ poss¨ªvel obter sobre a carga valores m¨¦dios de pot¨ºncia proporcionais ao definido pelo controlador de processo.

Duas t¨¦cnicas s?o tradicionalmente utilizadas:

? ?1 – Modula??o da tens?o por ?ngulo de Fase

Cada ciclo da rede el¨¦trica AC ¨¦ dividido em dois semi-ciclos e esses s?o sub-divididos em graus, num total de 180¡ã para cada semi-ciclo.?

Na modula??o por angulo de fase, o acionamento dos tiristores se d¨¢ a cada semi-ciclo da rede. A modula??o acontece ligando o tiristor no angulo que corresponde ao percentual de pot¨ºncia el¨¦trica definido pelo sinal de entrada do controlador de pot¨ºncia. O desligamento acontece no pr¨®ximo cruzamento por zero. ¨¦ repassada para a carga apenas parte de cada semi-ciclo.??

Por exemplo: para uma pot¨ºncia de 50 %, definida pelo sinal de entrada, o tiristor liga em 90¡ã e desliga em 180¡ã (cruzamento por zero). Veja o gr¨¢fico abaixo:?

Abaixo, outros valores de pot¨ºncia aplicados sobre a carga:

Neste tipo de modula??o, torna-se poss¨ªvel um controle mais refinado do processo. Valores baixos de sinal de entrada promovem baixos valores de tens?o sobre a carga. Essa caracter¨ªstica ¨¦ importante em processos em que h¨¢ necessidade de limitar a corrente el¨¦trica nos primeiros momentos de processo ligado. O exemplo representa o tipo de acionamento indicado para ser instalado no lado prim¨¢rio de transformadores. Nessas aplica??es, ¨¦ contraindicado utilizar valores de pot¨ºncia el¨¦trica menores de 25% para evitar problemas no desligamento da carga.?

? ?2 – Modula??o da tens?o por ciclo integral (equivalente ao trem-de-pulso) ?

Neste tipo de modula??o o controle da pot¨ºncia el¨¦trica acontece pela limita??o do n¨²mero de ciclos da rede aplicados ¨¤ carga. O controlador de pot¨ºncia determina o n¨²mero de ciclos de rede que ser?o repassados ¨¤ carga. Por exemplo: para 10% de pot¨ºncia, definidos por seu sinal de entrada, o controlador de pot¨ºncia aplica sobre a carga 1 ciclo a cada 10 ciclos de rede. Para 25%, aplica 1 ciclo a cada 4. Para 50 %, aplica 1 a cada 2. Veja os gr¨¢ficos abaixo:?

Assim, a carga ¨¦ sempre acionada nos cruzamentos de zero da tens?o da rede el¨¦trica e seu desligamento acontece no cruzamento por zero da corrente el¨¦trica da carga. Esta caracter¨ªstica traz vantagens importantes ¨¤ instala??o pois n?o s?o gerados ru¨ªdos nem harm?nicos.??

Outra vantagem importante desse tipo de modula??o ¨¦ a possibilidade de um acionamento mais linear da carga. Como esta t¨¦cnica n?o necessita de um per¨ªodo de ciclo (cycle time), n?o h¨¢ grandes intervalos sem o acionamento da carga.??

Por exemplo: numa modula??o por trem-de-pulso com o per¨ªodo de ciclo definido em 1 segundo, quando o controlador de pot¨ºncia aplica 25% de pot¨ºncia ¨¤ carga temos 0,25 segundo de carga ligada e 0,75 segundo de carga n?o ligada. Deste modo, tem-se uma esp¨¦cie de ¡°batimento¡±. Lampadas incandescentes, nestas condi??es, permaneceriam piscando. Com a t¨¦cnica sem o per¨ªodo de ciclo, a carga liga 16,6 ms (1 ciclo) e permanece desligados por outros 49,8 ms (3 ciclos de rede).??

Controladores de pot¨ºncia PCW e PCWE??

Nos controladores de pot¨ºncia NOVUS das s¨¦ries PCW e PCWE, o encontra-se essas duas t¨¦cnicas de acionamento de cargas el¨¦tricas em um mesmo equipamento. A sele??o de qual t¨¦cnica adotar ¨¦ feita durante a configura??o do controlador. Al¨¦m desta vantagem, os controladores NOVUS apresentam as seguintes caracter¨ªsticas:?

• ?Tens?o de carga: 180~440 Vca; 50/60 Hz?
• Sinal de comando: 0-20 mA, 4-20 mA, 0-5 V, 1-5 V, 0-10 V, 2-10 V e Potenci?metro de 10 k
• Alimenta??o de controle: 220 Vac; 50/60 Hz?
• Alarme com rel¨¦ SPST; 3 A / 250 Vca
• Rigidez diel¨¦trica entre partes: 2500 V
• Temperatura de Opera??o: -10 a 60 oC
• Gabinete pl¨¢stico: ABS+PC / UL-94V0
• Para redes de 220/380V
• ?Gabinete compat¨ªvel com as normas NR10
• Trem-de-pulso e ?ngulo de fase em um mesmo modelo
• M¨²ltiplos sinais de comando
• Fus¨ªveis incorporados?

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Como se desenvolve uma solu??o inovadora no setor el¨¦trico? A equipe de Pesquisa e Desenvolvimento da NOVUS trabalhou com algumas possibilidades quando recebeu a demanda de um dispositivo que pudesse melhorar a gest?o de ativos. Sandro Santos, Diretor de P&D, revela como um conceito se manifestou num produto prestes a ser lan?ado ao mercado.

Promissor em termos de moderniza??o da malha de distribui??o de energia el¨¦trica, conclu¨ªmos o projeto do Telik Trafo Lite, um produto com caracter¨ªsticas IoT (Internet das Coisas) cuja miss?o ¨¦ medir a temperatura de transformadores (esses que ficam tipicamente no alto de postes nas ruas). Desde o princ¨ªpio, o prop¨®sito era de enviar as medi??es da temperatura de forma sem fio para uma “central” onde os dados seriam disponibilizados, normalmente atrav¨¦s de um dashboard.

Como h¨¢ transformadores espalhados por praticamente todo o mundo, identificou-se que o melhor seria conseguir enviar esses dados para grandes distancias e ent?o direcionamos o projeto para buscar a melhor forma de fazer isto. Da mesma forma, a fim de facilitar a instala??o do equipamento nos transformadores, ele teria que operar a bateria, dispensando a instala??o de cabos para a alimenta??o do dispositivo. Assim evitamos, tamb¨¦m, o prov¨¢vel desligamento da energia do transformador para a conex?o dos cabos no produto. Juntando essas duas necessidades, a de comunica??o sem fio a grandes distancias e a de utiliza??o de baterias para energizar o equipamento, a escolha ¨®bvia para a transmiss?o de dados foi por utilizar uma rede LPWAN.

As redes LPWAN (Low-Power Wide Area Network) foram criadas a fim de permitir o envio de dados a longas distancias e com um baix¨ªssimo consumo de energia. O efeito colateral de conseguir essa fa?anha ¨¦ a necessidade de limitar a quantidade de dados enviados, o que n?o ¨¦ impeditivo de efici¨ºncia para a aplica??o do Telik Trafo Lite.

LoRa como melhor op??o

Quando imaginamos o produto, uma das poucas solu??es maduras que existiam para redes LPWAN era a tecnologia LoRa (Long Range), que acabou sendo a eleita pela equipe. LoRa possui os benef¨ªcios j¨¢ citados de baixo consumo de energia, o que permite que baterias pequenas durem alguns anos no dispositivo, e grandes distancias de comunica??o de dados (tipicamente alguns quil?metros). Al¨¦m disso, ainda possui alternativas de redes p¨²blicas com boa cobertura em v¨¢rias regi?es do mundo.

Sua opera??o ¨¦ bastante simples. Como analogia, imagine a cobertura da rede celular do seu telefone: uma rede p¨²blica LoRa possui uma solu??o semelhante, em que voc¨º paga um plano para que o seu dispositivo possa se conectar a uma antena que fornece a conectividade desejada. Para que isso funcione, foi criado o padr?o LoRaWAN? pela LoRa Alliance?, que padroniza todos esses protocolos.

No caso do Telik Trafo Lite, al¨¦m de usarmos um m¨®dulo LoRa que seguia esse padr?o, obtivemos a certifica??o Ethingz para o equipamento. Este selo atesta a compatibilidade do nosso dispositivo com a rede LoRaWAN da Everynet, maior provedor mundial de redes p¨²blicas desse tipo. ¨¦ importante comentar que, nos casos em que a localidade n?o possui a op??o de uma rede p¨²blica ou a aplica??o n?o deseje utiliz¨¢-la, sempre ¨¦ poss¨ªvel utilizar um gateway LoRa para criar uma ¨¢rea de cobertura para os seus dispositivos!

Instala??o el¨¦trica sem fios?

Durante o desenvolvimento desse produto, al¨¦m do aprendizado de toda a nova tecnologia e dos desafios inerentes no projeto de dispositivos de baix¨ªssimo consumo, tivemos alguns outros percal?os para resolver. Dois deles tinham a ver com a instala??o do produto: como fixar um dispositivo em um transformador?

Em rela??o ¨¤ sua fixa??o, a primeira ideia para acoplar o Telik Trafo Lite no local de destino foi de utilizarmos um im?, uma vez que a grande maioria dos transformadores ¨¦ met¨¢lico. Contudo, n?o t¨ªnhamos a m¨ªnima confian?a de que um im? fosse suportar essa tarefa. Um estudo detalhado de uma equipe do ISI SIM – Instituto SENAI de Inova??o em Sistemas de Sensoriamento, Divis?o de Tecnologia e Inova??o do SENAI RS, nosso parceiro no in¨ªcio desse projeto, indicou o tipo de im? adequado para suportar os fortes ventos e as altas temperaturas que o dispositivo deve suportar. O estudo incluiu a fase de execu??o e os testes necess¨¢rios para que a nossa confian?a no im? proposto fosse consolidada.

Quanto ¨¤ sua instala??o, o outro desafio estava relacionado ¨¤ dificuldade imposta para posicionar o dispositivo no transformador. Nossa primeira proposta foi a eleva??o de um t¨¦cnico para posicionar o dispositivo manualmente. Ao entrar em contato com pessoas da ¨¢rea, descobrimos que a utiliza??o de varas de manobra ¨¦ uma pr¨¢tica comum e uma possibilidade para o nosso projeto.

Isso fez com que pens¨¢ssemos em adaptar o alojamento do Telik Trafo Lite para ser facilmente acopl¨¢vel a uma vara de manobra e, dessa forma, ser posicionado (e retirado, se necess¨¢rio) de forma f¨¢cil e r¨¢pida pelos t¨¦cnicos de campo. A cria??o de um adaptador em forma de cone no dispositivo e a cria??o de outro adaptador para ser preso na vara de manobra foi o que permitiu atingir esse objetivo com sucesso. Na pr¨¢tica, este modo de “instala??o” pode levar apenas dois minutos, possibilitando que um profissional instale muitas unidades em pouco tempo.

O que desafiou os especialistas em medi??o de temperatura?

Um terceiro desafio que vale a pena ser citado estava relacionado ¨¤ medi??o de temperatura do transformador. Isto n?o deixa de ser uma ironia visto que a NOVUS trabalha com medi??o de temperatura h¨¢ d¨¦cadas! Essa nova aplica??o possu¨ªa algumas caracter¨ªsticas diferentes que tornaram a medi??o da temperatura com a exatid?o esperada pelo nosso produto bem mais dif¨ªcil. Felizmente, com a expertise da NOVUS de longa data em medi??o de temperatura, conseguimos encontrar uma ¨®tima solu??o.

Muitas dessas melhorias n?o teriam acontecido sem alguns testes preliminares junto com empresas que vislumbraram o valor da solu??o em aplica??es reais. O hist¨®rico de desenvolvimento de dispositivos e tecnologias na NOVUS permite que a equipe de P&D possa testar in¨²meras maneiras de solucionar os desafios de um projeto. Contar com parceiros, que empregam suas expertises e seus prop¨®sitos para apoiar estes projetos tamb¨¦m ¨¦ fundamental para obter o produto final digno da qualidade prezada pela NOVUS.

Conhe?a o Telik Trafo Lite.

Este artigo foi escrito por Sandro Santos, Diretor de Pesquisa e Desenvolvimento da NOVUS

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Bulbe Energia ¨¦ uma das principais fornecedoras de energia el¨¦trica obtida de fonte limpa do pa¨ªs, atuando no modelo de gera??o distribu¨ªda. Minas Gerais, ber?o da empresa, ¨¦ o estado com a maior presen?a de geradores de energia sustent¨¢vel no Brasil atualmente.

As esta??es meteorol¨®gicas pr¨®prias, que fornecem orienta??o para a opera??o das 30 usinas da Bulbe Energia, utilizam o data logger FieldLogger, da NOVUS, para monitorar e registrar vari¨¢veis indispens¨¢veis para alta efici¨ºncia e efic¨¢cia na gera??o de energia fotovoltaica. Dados obtidos de piran?metros, termopares, anem?metro e um pluvi?metro de b¨¢scula s?o concentrados pelo FiedLogger e disponibilizados via Modbus TCP para comunica??o com a plataforma SCADA local e com a nuvem.

Os dados coletados, como temperatura e umidade, fornecem as informa??es para avalia??o da gera??o atrav¨¦s dos pain¨¦is solares fotovoltaicos. As vari¨¢veis indicam a capacidade de gera??o real de cada placa, permitindo o monitoramento da efici¨ºncia da usina, oportunizando a previs?o comparativa atrav¨¦s de modelos matem¨¢ticos. Assim, ¨¦ poss¨ªvel obter uma an¨¢lise preditiva da capacidade da usina de fonte renov¨¢vel e antecipar se ser¨¢ necess¨¢rio suprir a demanda dos clientes junto ¨¤s distribuidoras tradicionais.

Felipe Gomes, analista de estrat¨¦gia digital s¨ºnior na Bulbe Energia, lembra que a demanda por padroniza??o de dispositivos em todas as unidades de gera??o da empresa trouxe o FieldLogger como solu??o para as esta??es meteorol¨®gicas das usinas.

Energia renov¨¢vel no Brasil

O modelo de gera??o distribu¨ªda teve suas primeiras usinas operando em territ¨®rio brasileiro em 2017. Em 2022, o Brasil era o 13o gerador do mundo em capacidade instalada acumulada para a energia fotovoltaica. Segundo a ANEEL, h¨¢ mais de 1600 unidades de gera??o distribu¨ªda de energia atendendo um mercado com demanda crescente.

Hoje a Bulbe Energia opera no norte do estado de Minas Gerais com ¡°mini¡± usinas, em ¨¢reas com aproximadamente 8 hectares. No Brasil, existem 3 classifica??es para a gera??o de energia fotovoltaica:

• Abaixo de 75 kW ¨C Microgera??o (resid¨ºncias);
• 75kW a 3 MW ¨C Minigera??o (empresas como a Bulbe com ¨¢reas de 8ha);
• Acima de 3 MW ¨C Gera??o Centralizada.

Sobre a Bulbe Energia

Criada em 2017 e com o projeto-piloto instalado em 2019, a Bulbe utiliza dispositivos FieldLogger da NOVUS em suas esta??es meteorol¨®gicas nas plantas de gera??o de energia fotovoltaica. Investindo na constru??o, opera??o e manuten??o de usinas solares fotovoltaicas com modelo de gera??o distribu¨ªda. No primeiro semestre de 2022, o investimento acumulado foi de R$97 milh?es e o plano contempla mais 30 usinas fotovoltaicas gerando 200 GWh/ano.

Hoje, h¨¢ mais de 100.000 resid¨ºncias conectadas ¨¤ energia sustent¨¢vel no formato de assinatura. A empresa evidencia seu prop¨®sito de sustentabilidade com a compensa??o de 12.000 toneladas de CO? por ano e almeja o posto de maior geradora de energia sustent¨¢vel de Minas Gerais.

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Uma instala??o de usina solar fotovoltaica tem por objetivo gerar energia el¨¦trica a partir de c¨¦lulas
 fotovoltaicas. O correto dimensionamento do projeto deve garantir o suprimento de 100% da energia demandada pela instala??o onde a usina ser¨¢ implantada, de tal que forma que a conta de energia do prosumidor (consumidor-gerador) seja reduzida a valor pr¨®ximo de zero, permitindo o m¨¢ximo retorno do investimento. Para atingir este objetivo, limita??es como espa?o f¨ªsico e condi??es clim¨¢ticas precisam ser observadas para garantir a m¨¢xima efici¨ºncia da aplica??o. Para o melhor entendimento desta situa??o, segue uma r¨¢pida explica??o do funcionamento de uma usina solar fotovoltaica.

Como funciona uma usina solar fotovoltaica?

Em um sistema solar fotovoltaico, a energia ¨¦ gerada a partir a a??o da radia??o solar sobre as c¨¦lulas fotovoltaicas. As c¨¦lulas solares fotovoltaicas mais comumente aplicadas s?o as feitas de sil¨ªcio. De forma geral, quanto maior a radia??o solar, maior a energia produzida, pois os el¨¦trons do sil¨ªcio, material semicondutor, s?o postos em movimento, gerando eletricidade.

O sistema de energia solar fotovoltaica ¨¦ composto de tr¨ºs partes principais:

? Placas ou pain¨¦is solares
? Inversor de frequ¨ºncia
? Medidor bidirecional

Seu funcionamento consiste da incid¨ºncia da radia??o solar sobre as placas, gerando tens?o e corrente el¨¦trica. A corrente gerada ¨¦ cont¨ªnua (CC), diferente da corrente el¨¦trica utilizada comercialmente (corrente alternada CA). Esta corrente ¨¦ entregue ao inversor de frequ¨ºncia, que ¨¦ o elemento capaz de transformar a corrente cont¨ªnua em alternada, e tamb¨¦m elevar a tens?o de gera??o (tipicamente 24Vcc) para a tens?o de uso comercial (127/240 Vca). A sa¨ªda do inversor ¨¦ conectada ao painel de distribui??o el¨¦trica da instala??o (casa, loja ou ind¨²stria) para que a energia produzida seja distribu¨ªda e utilizada pelas cargas.

A conex?o com a rede da concession¨¢ria de energia n?o sofre altera??es significativas, no entanto, o medidor de energia precisa ser substitu¨ªdo por um modelo bidirecional, ou seja, capaz de medir a energia em ambos os sentidos para contabilizar tanto a energia recebida da concession¨¢ria, quanto ¨¤ energia entregue para a rede.

Podemos concluir que o perfeito funcionamento de uma usina solar fotovoltaica depende da correta instala??o, da qualidade dos equipamentos e, em ¨²ltima instancia das condi??es clim¨¢ticas. Cabe mencionar que as c¨¦lulas solares fotovoltaicas tem vida ¨²til. Ou seja, uma vez instaladas, come?am a consumir sua capacidade de gera??o.

Outro fator importante est¨¢ nas perdas do sistema. O transporte da energia nos cabos, a transforma??o de corrente cont¨ªnua em alternada e as pr¨®prias placas solares geram perdas que afetam diretamente a capacidade do sistema em gerar energia el¨¦trica. Um elemento importante, que afeta diretamente a gera??o de energia, ¨¦ a temperatura, sendo o excesso de calor o elemento de principal influ¨ºncia. Situa??o que, em regi?es de muito sol e calor intenso, permitem a instala??o de sistemas h¨ªbridos, onde a circula??o de ¨¢gua permite o resfriamento das placas a fins de aproveitar ao m¨¢ximo a luminosidade e amenizar o efeito das altas temperaturas, bem como gerar ¨¢gua aquecida de forma energeticamente eficiente.

Maximizando a efici¨ºncia da usina

Somente com o monitoramento de todas estas vari¨¢veis ¨¦ poss¨ªvel maximizar a efici¨ºncia da usina e
atuar preventivamente na manuten??o da instala??o, evitando per¨ªodos sem gera??o. O monitoramento de um sistema de gera??o solar fotovoltaica pode ser realizado com a instala??o de sensores capazes de medir a radia??o solar e a temperatura, conectados a registradores eletr?nicos
 capazes de armazenar a intervalos de tempos previamente configurados o estado das grandezas monitoradas. Estes registradores estar?o conectados uns aos outros atrav¨¦s de uma rede de dados com protocolo industrial Modbus-RTU, sendo um deles configurado como mestre solicitando as informa??es para os demais. Nesta mesma rede estar?o conectados, como escravos, os inversores de frequ¨ºncia, permitindo ao sistema de monitoramento, acompanhar tanto as vari¨¢veis clim¨¢ticas (temperatura e radia??o solar), como tamb¨¦m a pr¨®pria gera??o de energia.

Adicionalmente, podemos instalar transdutores de corrente e tens?o cont¨ªnua, em cada circuito de placas. Com isto, o sistema pode calcular a energia gerada em tens?o e corrente cont¨ªnuas nas placas e comparar a tens?o e corrente alternadas, da sa¨ªda dos inversores, permitindo mapear a perda gerada nos mesmos.

Para usinas dotadas de sistema de circula??o de ¨¢gua para resfriamento das placas e cogera??o t¨¦rmica, o acionamento das bombas poder¨¢ ser realizado por inversor de frequ¨ºncia dedicado a acionamento de motores. Este equipamento, tamb¨¦m poder¨¢ se conectar a rede Modbus-RTU permitindo que o sistema de monitoramento registre seu funcionamento. A arquitetura do sistema de monitoramento esta representada na figura abaixo:

O sistema ainda conta com um roteador de dados 3G, permitindo o acesso remoto a todas as vari¨¢veis do sistema. Esta configura??o permite tanto o envio das informa??es para a nuvem, com
 liberdade de acesso por navegadores de internet, como envio para um servidor dedicado, via t¨²nel VPN, em aplica??o espec¨ªfica como um scada ou banco de dados.

Conclus?o

A energia solar fotovoltaica ¨¦ uma realidade no mundo atual, sua aplica??o est¨¢ em r¨¢pida expans?o. As instala??es est?o ficando cada vez mais complexas com maior demanda por efici¨ºncia.? O monitoramento da opera??o ¨¦ elemento fundamental nestas instala??es sem a qual operamos sistemas ¨¤s cegas, sem previsibilidade de gera??o, desconhecimento da natureza de falhas e permitindo inefici¨ºncia das aplica??es.

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